Question

【题目】研究者以引进的白菜杂交种（2n=20）为材料，利用单倍体育种技术获得一全株黄化的白菜突变品系乙，并对其突变性状的生理和遗传特性进行了研究。

（1）白菜的绿叶与黄叶是一对_____；在实验中绿叶品系甲也是利用上述白菜杂交种的花粉培育而来。

（2）研究者检测了甲乙两品系白菜的光合特性相关指标及叶绿体的超微结构，结果如下。

据上述两方面结果推测，相对品系甲而言，品系乙净光合速率下降的原因可能是由于_____所致。

（3）叶绿素生物合成途径如图 1。为继续探究突变品系乙叶绿素含量减少的原因，研究者对上述两品系的叶片叶绿素生物合成中间代谢产物含量进行了测定，结果如图 2。

根据测定结果推测，品系乙黄化突变体叶绿素生物合成主要受阻于_____的过程，说明突变基因影响了叶绿素生物合成代谢通路的相关基因表达。

（4）研究者欲研究品系乙黄化突变基因的遗传方式，进行了如图 3 杂交实验， 根据杂交实验结果推测，绿叶与黄叶是由位于_____的两对等位基因控制。

（5）为进一步对突变基因进行定位，需分别构建只含有单对突变基因的纯合品系。过程如下：从 F2 中选取_____叶植株单株自交，每株自交后代称为一个F3 株系，然后在子代性状及分离比为_________的 F3 株系中，选取绿叶植株单株自交，获得未发生性状分离的株系，即为目标品系。本研究成果可为今后探明基因互作调控植株黄化的分子机制奠定基础。

Answer 1

【答案】相对性状 捕获光能的光合色素含量降低；叶绿体内部基粒片层稀疏（类囊体数目减少） 谷氨酰-tRNA→δ-氨基乙酰丙酸（ALA），原叶绿素酸酯(Pchlide)→叶绿素 非同源染色体 绿 绿叶∶黄叶≈3∶1

【解析】

由表格中数据可知，品系乙的总叶绿素含量、类胡萝卜素含量和净光合速率均低于品系甲。图 1是叶绿素的生物合成途径，图2中品系甲的ALA、PBG、CoprogenⅢ高于品系乙，而品系乙的原叶绿素酸酯(Pchlide)、和Mg-ProtoⅨ高于品系甲，图3中的F2中绿叶：黄叶=15:1，说明绿叶与黄叶是由位于非同源染色体上的两对等位基因控制。

（1）白菜的绿叶与黄叶是一对相对性状，该实验中绿叶品系甲作为对照组。

（2）相对于品系甲而言，品系乙的总叶绿素含量和类胡萝卜素含量都低于品系甲，或者类囊体数目减少，所以捕获的光能减少造成品系乙净光合速率下降。

（3）由图中信息可知，品系乙的ALA含量显著低于品系甲，所以推测品系乙的谷氨酰-tRNA →δ-氨基乙酰丙酸（ALA）的过程受阻，导致δ-氨基乙酰丙酸（ALA）的含量减少，品系乙的Pchlide含量显著高于品系甲，推测品系乙的原叶绿素酸酯(Pchlide)→叶绿素的过程受阻，导致原叶绿素酸酯含量升高。

（4）根据子二代的表现型比例为15:1，该比例为9:3:3:1的变式，所以得知绿叶与黄叶是由位于非同源染色体上的两对等位基因控制。

（5）假设两对等位基因为A、a和B、b，则只含有单对突变基因的纯合品系为基因型AAbb和aaBB的植株，从F2中选出Aabb和aaBb，其自交后代自交不发生性状分离即为所需，故需要从 F2中选取绿叶个体即A-B-、A-bb、aaB-，使其各自自交后，选后代性状分离比为绿叶：黄叶≈3:1为F3株系，在该F3 株系中，选取绿叶植株单株自交，获得未发生性状分离的株系，即为目标品系。本研究成果可为今后探明基因互作调控植株黄化的分子机制奠定基础。